Estimación de una Curva Altura-Caudal para un Río de Montaña Mediante el uso Combinado de un Modelo Numérico y Mediciones Realizadas con LSPIV

Autores/as

  • Rodrigo N. Schöninger Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Laboratorio de Hidráulica – Centro de Estudios y Tecnología del Agua. Córdoba, Argentina.
  • Leticia Tarrab Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Laboratorio de Hidráulica – Centro de Estudios y Tecnología del Agua. Córdoba, Argentina.
  • Leandro Massó Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Laboratorio de Hidráulica – Centro de Estudios y Tecnología del Agua & Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología, Universidad Nacional de Córdoba - CONICET. Córdoba, Argentina.
  • Antoine Patalano Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Laboratorio de Hidráulica – Centro de Estudios y Tecnología del Agua & Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología, Universidad Nacional de Córdoba - CONICET. Córdoba, Argentina.
  • Agostina Rigatuso Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Laboratorio de Hidráulica – Centro de Estudios y Tecnología del Agua. Córdoba, Argentina.
  • Augusto Martos Aragon Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Laboratorio de Hidráulica – Centro de Estudios y Tecnología del Agua. Córdoba, Argentina.
  • Andrés Rodríguez Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Laboratorio de Hidráulica – Centro de Estudios y Tecnología del Agua & Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología, Universidad Nacional de Córdoba - CONICET. Córdoba, Argentina.

DOI:

https://doi.org/10.70567/mc.v41i25.132

Palabras clave:

Hidrodinámica, Velocimetría por Imágenes, Diferencias Finitas

Resumen


Se presenta la estimación de una curva altura-caudal, para una sección del Río San Antonio, ubicada en la Ciudad de Carlos Paz, provincia de Córdoba. Para ello, se utilizó un modelo numérico basado en una simplificación de las ecuaciones de Navier-Stokes, promediadas en el tiempo. Este modelo se aplica a una sección transversal de un canal abierto con flujo estacionario y uniforme, permitiendo conocer la distribución de la componente longitudinal de velocidad en la sección. El esquema numérico de resolución del modelo se implementó mediante un programa escrito en el lenguaje Python. En la sección estudiada se dispone de la batimetría y pendiente de fondo del cauce, obtenidos con GPS, y datos de velocidades superficiales medidos por velocimetría de imágenes de partículas a gran escala (LSPIV) en una estación fija, para un amplio rango de caudales. Mediante esta información, sumado al conocimiento en campo de la sección, se calibraron los parámetros del modelo y se obtuvieron las distribuciones de velocidades correspondientes. La curva modelada muestra un buen ajuste con los valores aforados en la sección de estudio.

Citas

Byrd R., Liu P., Nocedal J., Zhu C., A Limited Memory Algorithm for Bound Constrained Optimization. SIAM Journal on Scientific Computing, 10.1137/0916069, 1995.

https://doi.org/10.2172/204262

Chanson, H., Montes, J.S. Characteristics of Undular Hydraulic Jumps. Experimental Apparatus and Flow Patterns. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 121, No. 2. pp. 129-144, 1995. CRC Press Taylor & Fracis Group, 2018.

https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1995)121:2(129)

Chapra, S. C., & Canale, R. P., Métodos Numéricos para ingenieros. McGraw-Hill, 2011.

Dey, S. Fluvial Hydrodynamics. Springer Berlin, Heidelberg, 2014.

https://doi.org/10.1007/978-3-642-19062-9

Knight D., Hazlewood C., Lamb R., Samuels P., Shiono K., Practical Channel Hydraulics: Roughness, Conveyance and Afflux.

Patalano, A., Desarrollo e implementación en gran escala de técnicas de velocimetría por imágenes para caracterizar flujos de agua con superficie libre. Córdoba, 2017.

Patalano, A., Massó L., Tarrab L., Joaquín C., Schöninger R., Martos Aragón A., Rigatuso A., García C. M., Rodriguez A., Estaciones de monitoreo de caudal por imágenes: desarrollo e implementación en la provincia de Córdoba. Publicación para vii simposio sobre métodos experimentales en hidráulica, hidrología e hidrometeorología, Córdoba, 2023.

Press W., Teukolsky S., Vetterling W. Flannery B., Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing. Cambridge University Press, 2007.

Schöninger, R., Modelación de velocidades en flujos con superficie libre - Implementación computacional. Práctica Profesional Supervisada, Córdoba, 2024.

Schöninger, R., Weber, J., Tarrab, L., Massó, L., Patalano A. and Rodriguez, A., aplicación de un modelo numérico basado en las ecuaciones RANS para la estimación de la distribución de la velocidad en canales - caso tramo urbano arroyo la cañada. Publicación para el XXVII congreso nacional del agua. Buenos Aires, 2023.

Swamee, P., Generalized Inner Region Velocity Distribution Equation. Journal of Hydraulic Engineering-asce, 1993.

https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1993)119:5(651)

Thielicke, W. and Stamhuis, E.J. PIVlab-Towards User-Friendly, Affordable and Accurate Digital Particle Image Velocimetry in MATLAB. Journal of Open Research Software, 2, e30, 2014.

https://doi.org/10.5334/jors.bl

Tucci, C., Hidrologia: ciência e aplicação. Universidade UFRGS, 2001.

Weber, J. F., & Martijena, S. Modelación numérica de la distribución transversal de velocidades en canales - caso trapecial. Asociación Argentina de Mecánica Computacional, 2008.

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Publicado

2024-11-08

Número

Sección

Artículos completos del congreso MECOM 2024